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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供一种切换无人艇的传感器故障容错无扰控制方法，涉及无人艇控制技术领域。包括步骤一：将遭受传感器故障的无人艇动力定位系统建模成连续时间的质量切换动力定位系统；步骤二：设计基于学习的传感器故障估计器来获取故障估计信息；步骤三：设计模态依赖的动态输出反馈容错控制器来对传感器故障进行补偿；步骤四：在步骤三中得到的模态依赖的动态输出反馈容错控制器之间，建立基于插值函数的无扰切换过渡控制器，来实现控制器切换时控制输入的连续性。本发明解决了现有的无人艇控制方法中所存在着的不适配切换行为、无法高精度估计传感器故障以及容错控制器在执行时存在控制输入颠簸的问题。

主权项：1.一种切换无人艇的传感器故障容错无扰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：基于无人艇在执行作业过程中总质量变化的情况，将遭受传感器故障的无人艇动力定位系统建模成连续时间的质量切换动力定位系统；步骤二：针对步骤一中得到的质量切换动力定位系统，设计基于学习的传感器故障估计器来获取故障估计信息；步骤三：根据步骤二中得到的故障估计信息，设计模态依赖的动态输出反馈容错控制器来对传感器故障进行补偿；步骤四：在步骤三中得到的模态依赖的动态输出反馈容错控制器之间，建立基于插值函数的无扰切换过渡控制器，来实现动态输出反馈容错控制器切换时控制输入的连续性；所述步骤一包括如下子步骤：步骤1-1：获得无人艇动力定位系统的数学模型；步骤1-2：建立无人艇总质量变化情况下的多模态动力定位系统的数学模型；步骤1-3：建立带有传感器故障的质量切换动力定位系统的数学模型；所述步骤二包括如下子步骤：步骤2-1：为质量切换动力定位系统设计模态依赖观测器；步骤2-2：设计基于学习的传感器故障估计器；所述步骤三中：所设计的模态依赖的动态输出反馈容错控制器为： ，其中，为动态输出反馈容错控制器的状态，、、和为模态依赖的动态输出反馈容错控制器的增益矩阵，用于补偿传感器故障；为推进器力矩，表示可测输出；所述步骤四中：假设模态在时间点切换到模态，所建立的插值函数依赖的动态输出反馈无扰切换容错控制器为： 其中，为第个切换时刻，为模态依赖的过渡时间，表示无扰切换过渡控制器运行阶段，表示镇定控制器运行阶段；、、和均表示过渡控制器的控制增益，形式分别为： 、、和，其中、均为时间依赖的插值函数，且满足。

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